IC 制造過程各種工藝前都需要進行晶圓的傳輸、定位和姿態(tài)調(diào)整。晶圓升降機構(gòu)就是品圓自動傳輸系統(tǒng)重要組成部分之一。其速度、重復(fù)定位精度將直接或間接影響 IC 的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量。研究、高速度、高穩(wěn)定性的新型晶圓升降機構(gòu)可以提高生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量，為 IC 制造提供有力保障。

晶圓升降機構(gòu)隸屬于晶圓自動傳輸系統(tǒng)，主要承擔(dān)著與晶圓裝卸機械手配合完成晶圓在加工工件臺與預(yù)對準(zhǔn)設(shè)備、晶圓盒之間交接的工作。大尺寸的晶圓重量增加，更易變形破損，Z 軸方向上的定位(重復(fù)定位)精度直接影響晶圓在過渡過程中平穩(wěn)安全性;同時要考慮到結(jié)構(gòu)緊湊、潔凈化、低散熱對環(huán)境影響盡量小。

晶圓中200mm 階段，采用晶圓輸送機代替人手操作，排除人為帶入的環(huán)境污染。隨著IC 制造工藝的發(fā)展和對環(huán)境潔凈度要求的提高，國外機器人研究機構(gòu)在上世紀(jì) 80 年代開展了晶圓自動傳輸系統(tǒng)各部分的關(guān)鍵技術(shù)研究，研制出直接驅(qū)動電機、位移傳感器等關(guān)鍵部件。

近年來，國內(nèi)晶圓升降機構(gòu)的發(fā)展也很迅速。一些較早投入應(yīng)用的晶圓傳輸機構(gòu)。前端支持品圓機械手爪隨滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)上下運動，由直流電機驅(qū)動，該機構(gòu)升降行程較小、精度低，速度慢，缺少晶圓保護裝置。另外交接晶圓過程中，吸附系統(tǒng)使晶圓中間變形，定位精度低，開環(huán)控制易造成晶圓竄動和損壞，同時對驅(qū)動電機造成沖擊。

晶圓上表面有定位用的標(biāo)識，晶圓在預(yù)對準(zhǔn)階段確定好了與傳輸機械手的相對位置，經(jīng)過升降機構(gòu)到達工件臺吸盤上，為了檢測標(biāo)識位需要其與吸盤相對位置是固定的。因此要求升降機構(gòu)在圓周方向上不存在轉(zhuǎn)動。同時光柵傳感器安裝要求光柵尺與讀數(shù)頭相對位置在+0.1mm。防轉(zhuǎn)裝置能機構(gòu)運動圓周方向相對位置，晶圓傳輸?shù)木取?br/>
晶圓升降系統(tǒng)是半導(dǎo)體制造中重要的工藝設(shè)備之一，常規(guī)的晶圓升降系統(tǒng)通常有兩種：其中一種晶圓升降系統(tǒng)包括：頂針、靜電吸盤、組合支架及三個升降氣缸，所述頂針通過所述組合支架固定在所述升降氣缸上，當(dāng)所述頂針托載晶圓時，所述升降氣缸可以控制組合支架及托載晶圓的所述頂針相對靜電吸盤上升或者下降一定的高度。但是，當(dāng)組合支架使用時間過長時容易損壞，導(dǎo)致頂針，下降的高度不夠，使得頂針與晶圓的背面的間距過小，進而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。

另一種晶圓升降系統(tǒng)包括三個頂針、靜電吸盤及三個升降氣缸，一個升降氣缸控制一個頂針的升降，采用該裝置進行晶圓升降時發(fā)現(xiàn)，由于頂針的上升受升降氣缸壓力波動的影響，導(dǎo)致三個頂針的下降高度存在差異，使得其中某個頂針與晶圓的背面的間距過小，進而導(dǎo)致晶圓上累積的電荷在該頂針區(qū)域局部放電起輝造成放電，從而導(dǎo)致晶圓良率損失。